GPS全球定位系统是一项工程浩繁、耗资巨大的工程,被称为继阿波罗飞船登月、航天飞机之后的第三大空间工程。海湾战争期间,GPS系统尚未完全建成,但初步使用已显神威。随着1993年GPS太空卫星网的完全建成,其应用领域不断扩大。
前苏联早在1982年就开始建立自己的全球卫星定位系统。后来,俄罗斯继续执行这一系统工程计划,到1995年已完成建成。目前这套全球卫星导航系统只由俄罗斯控制使用,未向全世界提供服务。欧洲联盟考虑到全球卫星定位导航系统的应用前景,也打算建立他们自己的全球卫星定位导航系统。目前德俄已联合生产了可以同时接收美国GPS和俄国Glonass信号的卫星定位接收器。当前世界各国对全球卫星定位导航这一高新技术都非常重视,认为其对导航定位和大地勘测技术是一场革命,其民用潜力相当巨大,经济效益相当可观。
GPS是美国国防部发射的24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统。这24颗卫星分布在高度为2万公里的6个轨道上绕地球飞行。每条轨道上拥有4颗卫星,在地球上任何一点,任何时刻都可以同时接受到来自4颗卫星的信号。也就是说GPS的卫星所发射的空间轨道信息覆盖着整个地球表面。
GPS卫星定位系统由地面控制站、GPS卫星网和GPS接收机三部分组成。地面主控站实施对GPS卫星的轨道控制及参数修正。GPS卫星网向地面发射两个频率的定位导航信息,其中包括两个定位码信号:即C/A码(供世界范围内的民用)及P码(只供美国军方使用)。GPS接收机接收GPS卫星信号进行解算,即可确定GPS接收机的位置。
GPS之所以能够定位导航,是因为每台GPS接收机无论在任何时刻、在地球上任何位置都可以同时接收到最少4颗GPS卫星发送的空间轨道信息。接收机通过对接收到的每颗卫星的定位信息的解算,便可确定该接收机的位置,从而提供高精度的三维(经度、纬度、高度)定位导航及授时系统。而且和以前各种定位系统大不一样的是,GPS接收机简单,小型的只有香烟盒大小,重量约500克,价格仅几百美元。任何人拿着这种接收机,都可以准确地知道自己在地球上的哪一点。GPS接收机是被动式全天候系统,只收不发信号,故不受卫星系统和地面控制系统的控制。用户数量也不受限制。
GPS接收机的性能因机种不同而有差异。接收机根据用户不同的使用需要又可分为大地型GPS接收机和导航型GPS接收机两类。但接收机都具有国际通用的标准仪器接口,可以4和自动驾驶仪、电台、话音通道及计算机等仪器对接,以便迅速地将导航定位信息传送到交联的相应系统。GPS的定位方式有两种,即单点定位方式和相对定位方式。
全球卫星定位系统给人们的日常生活带来了什么?
目前,随着GPS技术的发展,应用在日常生活中的主要有:人员救生系统、农业耕种应用系统、城市交通引导系统、城市保安监察系统、科研教学系统。